牛舍【自动化】喂食系统设计

机电一体化系统课程设计题目：牛舍自动喂食系统设计

内装： 1. 设计说明书一份

2.程序设计图两份

小组成员：冯新安2012012945

李章兵2012012946

杨侃

专业年级：机制126班

指导教师：陈军侯俊才石复习李卫

完成日期：2015年12月30日

机电一体化系统课程设计说明书题目：牛舍自动喂食系统设计

小组成员：冯新安2012012945

李章兵2012012946

杨侃

专业年级：机制126班

指导教师：陈军侯俊才石复习李卫

完成日期：2015年12月30日

目录

1. 喂料车的设计原则、指标、方案和设计优点 (1)

1.1设计原则

1.2设计指标

1.3总体设计方案的确定

1.4设计优点

2. 自动喂料系统设计 (2)

2.1自动喂料系统布局设计

2.2自动喂料小车设计

3. 喂料小车方案的确定 (4)

3.1.动力的选择

3.2车轮的选择

3.3皮带轮及传动比的选择

3.4车架的结构设计

4. 设计参数的计算 (5)

4.1螺旋绞龙输料的功率消耗

4.2滚动阻力的计算

4.3喂料车行走功率计算

4.4总功率的计算

5. 结论 (9)

6.《机电一体化课程设计》的收获、体会和建议 (9)

cheng

牛舍自动喂食系统设计

一、前言

中国是全球养殖大国，养殖量全球第一，但养殖技术落后，生产设施十分简陋，养殖效益差，这一状况已严重影响我国养殖业的发展。

随着人们生活水平的提高，国内养牛业发展迅速，但由于缺乏与之相配套的喂料机械，均采用人工喂料，费时、费工，且喂料不均，浪费严重。一般牧场工作环境差，枯燥繁重，待遇不高，造成了牧场长期招不到工人，甚至遏制牧场的远期发展，为了解决这一老大难题为克服上述不足，他们正在寻求适应其工作的养牛设备。

市场上现有的喂料车有手推式和电动势两种，前者消耗体力大，效率低；后者是采用电流电作能源，其受限因素较多，使用过程中存在极大的安全隐患，方便灵活性较差。

综上所述：我们小组综合各方面因素，搜集相关技术资料，提出了以下自动喂食系统，该系统的最大特点是可以有效地解决人工喂料中喂料不规范等问题。系统结构简单，大大提高了喂料的效率。

1.喂料车的设计原则、指标、方案和设计优点

1.1设计原则

由以上论证，研制开发适于牛舍的自动喂食系统，应接以下原则进行设计：１）适应于牛舍式圈养；

２）为牛的生产发展提供充足饲料，但又不过量，以免发生因饲料过剩而在食槽内积存发酵变质；

３）喂料车在牛舍内动作灵活，适于圈养牛舍，且噪音小；

４）结构简单，便于使用、维修、保养；

５）功率消耗小；

６）价格低廉。

1.2设计指标

１）到达指定位置后停车喂料，前进速度为40mm/s ；

２）喂料均匀连续，不泄露，不堆积，不堵塞，流量为250g/s；

３）功率消耗不超过7kW；

４）要求连续使用寿命在十年以上；

５）造价低，价格廉。

1.3总体设计方案的确定

1）采用前置电动机做动力，轨道式的地轮驱动，保证车子行驶轨迹的稳定性，保持牛舍清洁，降低制造及使用成本；

2）前后轮采用耐磨耐压橡胶轮，附着力大，并且省力，其中用前轮做主驱动轮，承受驱动力，保证其转动灵活。

3）喂料车设置一个导向轮，应自由灵活，便于掌握方向，同时保证整个喂料车的稳定；

4）设置料仓、饲料箱、喂料箱，一个出料口把饲料输送到食槽；

5）排料由绞笼实现，排料量以及排料速度由绞笼的结构参数和电机转速决定；；

6）因为喂料速度不是太大，又要保证传动平稳，车内涉及的传动可采用皮带轮传动；

7）为了减少动力消耗和机件的磨损及喂料的可控性，在行走机构之间设置离合装置，可以自由离合。

8）采取PLC程序控制。

1.4设计优点

（1）特别适合圈养式牛舍使用

圈养式牛舍，牛的位置较为固定，采取轨道式和PLC技术控制，方便且容易控制。

（2）节省人力

相对与普通喂料方式来说，本系统主要采取PLC技术控制，大大节省了人力。

(3)投料精准

出料口上安装有插板，通过控制出料口山的插板上上下下的移动来控制出料的多少，从而达到投料的精准，另外螺旋推进器可以转动，以防止车身行走不稳定带来的投料误差。

(4)使用方便、减少用工量

该喂料车可以无人看守（或单人看守），即可简单的实现整个牛舍的喂料工作，并且效率高，速度快，与原来人工上料相比，优越性明显。

2.自动喂料系统设计

2.1自动喂料系统布局设计

目前，养牛主要分两种，一种是牧场放牧式，另外一种是牛舍圈养式。为了方便机械自动化，此处我们选择了牛舍圈养式。

该系统应用于双列有窗封闭式的牛舍，自动喂料小车采用轮轨式的结构，小车在双轨道钢轨上滑动喂料，其牵引力是靠前端车轮与钢轨之间的摩擦力提供的。双轨道钢轨架设于养牛场牛栏的上方位置，加料仓位于钢轨的周围，另外可以根据需要增加或减少加料仓的数目。

1.加料仓

2.自动喂料小车

3.大型养牛场

4.粪尿沟

5.小车双轨道钢轨

2.2自动喂料小车设计

自动喂料小车采用轮轨式结构，车体转角处采用圆角过渡。本设计的自动喂料小车结构如图 2 所示。小车前端包括三菱 PLC 控制系统和 1 台前轮牵引电机两部分。

小车前轮牵引电机是小车动力的来源，牵引电机的启闭控制小车的前进喂料和后退加料。小车后端包括小车饲料箱、小车喂料箱、两台电机和小车后轮 4部分。小车饲料箱的作用是将饲料暂时储存在小车中，需要喂料时饲料箱电机启动，饲料就通过饲料箱口加入到小车喂料箱中。小车喂料箱的作用是喂料时饲料先从饲料箱中加入到喂料箱中，然后喂料箱电机启动，饲料就从喂料箱口加入到猪圈里的食槽中。饲料箱和喂料箱分开设计是为了防止每个圈的喂料量波动范围过大，不会因为喂料量的不同而影响猪的生长，且分开设计能够更好地减少喂料过程中的饲料浪费现象，节约了成本。小车后轮只是起到辅助的作用，并没有动力。自动喂料小车的结构如图 2 所示。

1. 小车饲料箱

2. 小车饲料箱电机

3. 三菱 PLC 控制单元

4. 车体

5. 前轮牵引电机

6. 小车前轮

7. 小车喂料箱 8. 小车喂料箱电机 9. 小车后轮

图 2 自动喂料小车结构示意图

备注：图中有部分细节未标出，具体选择和设计于下文提及